(57)【要約】  【課題】生成水に浸された一対の電極に対する電圧印加で生じた気体の不純物を適正に排出する。  【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池の反応ガスが流れる反応ガス排出通路と、反応ガス排出通路上に設けられ、反応ガスに含まれる生成水を貯留する貯留部と、貯留部に貯留された生成水と接する一対の電極と、一部が貯留部内に配置され、貯留部に貯留された生成水の水面にその上方から挿入された状態で該生成水中に没する開口端部を有し、一対の電極に対する電圧印加により生じる生成水中の不純物が気化した不純物ガスが流れる不純物ガス排出通路とを備え、一対の電極の少なくとも不純物ガスが生じる側の電極の少なくとも一部が、開口端部から不純物ガス排出通路内に挿入された状態で配置されている。【選択図】図２
2006286556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の反応ガスが流れる反応ガス排出通路と、
前記反応ガス排出通路上に設けられ、前記反応ガスに含まれる生成水を貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留された生成水と接する一対の電極と、
一部が前記貯留部内に配置され、前記貯留部に貯留された生成水にその上方から挿入された状態で没する開口端部を有し、前記一対の電極に対する電圧印加により生じる生成水中の不純物が気化した不純物ガスが流れる不純物ガス排出通路とを備え、
前記一対の電極の少なくとも前記不純物ガスが生じる側の電極の少なくとも一部が前記開口端部から前記不純物ガス排出通路内に挿入された状態で配置されている
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記不純物ガス排出通路内の不純物ガスをその排出方向に吸引する吸引手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料電池システムは移動体上に設けられ、
前記一対の電極に対する電圧印加は前記移動体の移動時に行われる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料電池は固体高分子型燃料電池であり、
前記不純物はフッ素である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池から排出される生成水に溶出した不純物を除去する構成を有する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の分野では、燃料電池から排出された生成水に接する一対の電極を用意し、この一対の電極に対する電圧印加により生成水中の不純金属イオンを陰極に析出させて除去する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、本発明に関連する先行技術として、例えば特許文献２〜４に開示された技術がある。
【特許文献１】特開２０００−２６０４５９号公報
【特許文献２】特開２００２−３１３４０４号公報
【特許文献３】特開平４−２９６４５９号公報
【特許文献４】特開２００２−２１６８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、燃料電池として固体高分子型燃料電池が適用されている場合には、生成水中にフッ素イオンが不純物として溶出することがある。このようなフッ素イオンが含まれた生成水に一対の電極を浸して電圧印加した場合、生成水中のフッ素イオンは、気体(フッ素ガス)として一方の電極側にあらわれる。
【０００５】
このとき、特許文献１に記載されるような不純イオン除去手段の構成では、気体のフッ素が再び生成水中に溶け込んでしまう可能性があった。言い換えれば、特許文献１記載の技術では、気体として生成される生成水中の不純物を適正に排出することができなかった。
【０００６】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、生成水に浸された一対の電極に対する電圧印加により気体として生じる生成水中の不純物を適正に排出することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した目的を達成するために、以下の構成を採用する。
【０００８】
即ち、本発明の燃料電池システムは、
燃料電池の反応ガスが流れる反応ガス排出通路と、
前記反応ガス排出通路上に設けられた前記反応ガスに含まれる生成水を貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留された生成水と接する一対の電極と、
一部が前記貯留部内に配置され、前記貯留部に貯留された生成水にその上方から挿入された状態で没する開口端部を有し、前記一対の電極に対する電圧印加により生じる生成水中の不純物が気化した不純物ガスが流れる不純物ガス排出通路とを備え、
前記一対の電極の少なくとも前記不純物ガスが生じる側の電極の少なくとも一部が前記開口端部から不純物ガス排出通路内に挿入された状態で配置されている
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、一対の電極に対する電圧印加により電極の一方側で生成水中の不純物ガスが生じる。このとき、不純物ガスが生じる側の電極は、不純物ガス排出通路の開口端部内に配置されている。このため、該電極で生じる不純物ガスは、貯留部内で溜まることなく不純物ガス排出通路を通って排出される。このようにして、不純物ガスが生成水中に再び溶け込むことを防止し、不純物ガス排出通路を通じて適正に排出することが可能となる。
【００１０】
本発明による燃料電池システムは、前記不純物ガス排出通路内の不純物ガスをその排出方向に吸引する吸引手段をさらに備えることを特徴とする。このようにすれば、不純物ガスが再び生成水に溶け込む前に排出することが可能となる。
【００１１】
本発明による燃料電池システムは、移動体上に設けられ、前記一対の電極に対する電圧印加は前記移動体の移動時に行われることを特徴とする。このようにすれば、移動体の移動時に不純物ガスを不純物ガス排出通路を通じて移動体の外部に排出することが可能となる。このため、不純物の濃度が局所的に上昇することを抑制することができる。
【００１２】
本発明による燃料電池システムは、前記燃料電池は固体高分子型燃料電池であり、前記不純物はフッ素であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、生成水に浸された一対の電極に対する電圧印加により気体として生じる生成水中の不純物を適正に排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００１５】
〈燃料電池システムの構成例〉
図１は、本発明が適用される燃料電池システムの構成例を示す図である。図１に示す構成例では、燃料電池１として、固体高分子型燃料電池(ＰＥＦＣ)が適用されている。燃料電池１は、複数のセルが積層されてなるセルスタック構造を持つ。
【００１６】
各セルは、固体高分子電解質膜と、固体高分子電解質膜を両側から挟む燃料極(アノー
ド)及び空気極(酸化剤極：カソード)と、燃料極及び空気極を挟む燃料極側セパレータ及
び空気極側セパレータとからなる。
【００１７】
燃料極は、拡散層と触媒層とを有し、水素ガスや水素リッチガスなどの水素を含む燃料ガスが燃料供給系により燃料極に供給される。燃料極に供給された燃料ガスは、拡散層で拡散され触媒層に到達する。触媒層では、水素がプロトン(水素イオン)と電子とに分離される。水素イオンは固体高分子電解質膜を通って空気極に移動し、電子は外部回路(図示
せず)を通って空気極に移動する。
【００１８】
一方、空気極は、拡散層と触媒層とを有し、空気等の酸化剤ガスが酸化剤供給系により空気極に供給される。空気極に供給された酸化剤ガスは、拡散層で拡散され触媒層に到達する。触媒層では、酸化剤ガスと、固体高分子電解質を通って空気極に到達した水素イオンと、外部回路を通って空気極に到達した電子とによる反応により水が生成される。
【００１９】
このような燃料極及び空気極における酸化還元反応の際に外部回路を通る電子が、燃料電池１のセルスタックの両端子間に接続される図示しない負荷に対する電力として使用される。
【００２０】
燃料電池１には、燃料を供給及び排出するための燃料供給／排出系と、酸化剤を供給及び排出するための酸化剤供給／排出系とが接続される。図１において、燃料供給／排出系は次のように構成されている。
【００２１】
すなわち、燃料電池１に設けられた燃料入口１Ａは、水素源(例えば、高圧水素を貯留
したタンク)２及び調圧弁３と配管４を介して接続されている。一方、燃料電池１に設け
られた燃料出口１Ｂは、配管５を介して、燃料ガスの気液分離器６の入口に接続されている。燃料電池１の内部には、燃料入口１Ａと燃料出口１Ｂとを結び、且つ各セルの燃料極を経由する燃料通路１Ｃが設けられている。
【００２２】
燃料気液分離器６の気体側出口は、配管７を介して、モータにより駆動する循環ポンプ８の入口に接続されている。循環ポンプ８の出口には配管９が設けられており、配管９は、逆止弁１０を介して配管４に接続されている。また、配管９には、排気管１１及び排気弁１２が配置されている。排気弁１２から排出されるガスは図示せぬ希釈器を通って水素濃度が薄められた後、外部に排出される。
【００２３】
以上の構成において、燃料ガスが通過する配管のうち、配管５、気液分離器６、配管７、配管９は、ステンレス(ＳＵＳ)のような金属製の材質で構成されている。
【００２４】
このような燃料供給／排出系の構成によれば、水素源２から送り出される高圧の水素ガス(燃料ガス)は、調圧弁３で調圧された後、配管４を通って燃料入口１Ａから燃料電池１内に入り、燃料通路１Ｃを通過する際に燃料極にて電極反応に消費される。その後、燃料極を通過した燃料ガスは、燃料オフガスとして燃料出口１Ｂから配管５(燃料電池１の外
部)へ排出され、気液分離器６へ送られる。
【００２５】
気液分離器６では、燃料オフガスが気相成分と液相成分とに分離され、気相成分は配管７を通って循環ポンプ８により再び配管４に供給される。このように、燃料電池１に供給される燃料ガスが循環するように構成されている。さらに、調圧弁３及び排気弁１１の開閉制御により、燃料ガスの濃度が適正な範囲で保たれるように構成されている。
【００２６】
一方、図１において、酸化剤供給／排出系は、次のように構成されている。すなわち、燃料電池１に設けられた酸化剤入口１Ｄは、配管１３を介してエアコンプレッサ１４に接続されている。また、燃料電池１に設けられた酸化剤出口１Ｅは、配管１５を介して酸化剤ガスの気液分離器１６の入口に接続されている。燃料電池１の内部には、酸化剤入口１Ｄと酸化剤出口１Ｅとを結び、且つセルの空気極を経由する酸化剤通路１Ｆが設けられている。さらに、気液分離器６の液相成分の出口は、ドレン弁を介して配管１７の一端に接続されており、配管１７の他端は配管１５に接続されている。
【００２７】
このような酸化剤供給／排出系の構成によれば、エアコンプレッサ１４のモータによる駆動により、酸化剤ガスとしての空気が、エアコンプレッサ１４内に導入され、圧縮される。エアコンプレッサ１４から吐出される空気は、配管１３を通って燃料電池１に供給される。空気は酸化剤入口１Ｄから燃料電池１内に入り、酸化剤通路１Ｆを通過する際に、空気極にて電極反応に消費される。その後、空気極を通過した空気は、酸化剤オフガスとして酸化剤出口１Ｅから配管１５(燃料電池１の外部)に排出される。配管１５に送り出された酸化剤オフガスは、配管１７から合流する液相成分とともに気液分離器１６へ導入される。
【００２８】
気液分離器１６では、気相成分と液相成分(生成水)との分離が行われる。気相成分は、気相成分出口１６Ａから排出される。このとき、気相成分が図示せぬ希釈器を通るように
しても良い。液相成分(生成水)は、気液分離器１６内で気化され、ドレン１６Ｂから排出される。ドレン１６Ｂから排出される気化ガスは、直接に又は図示せぬ希釈器を通って外気中に排出される。
【００２９】
ところで、燃料電池１では、空気極での反応によって水(生成水)が生成される。生成水は、固体高分子電解質膜を通じて空気極から燃料極に到達する。固体高分子電解質膜には、フッ素系樹脂系高分子膜が適用されている。このため、燃料極へ移動する生成水中にフッ素(フッ素イオン)が溶出することがある。
【００３０】
燃料極へ到達した生成水は、燃料ガスとともに、燃料電池１の外部(配管５)に排出される。このとき、燃料電池１から排出される生成水中のフッ素イオンは、配管５等を構成する金属と反応し金属イオン(ステンレス(ＳＵＳ)であれば、鉄(Ｆｅ)，ニッケル(Ｎｉ)，
クロム(Ｃｒ)等の各イオン)が溶出する要因となることがある。生成水は、気液分離器６
で液相成分として燃料オフガスから分離され、配管１７、１５を通じて気液分離器１６に導入される。
【００３１】
本発明の実施形態は、生成水中に溶出した不純物(例えばフッ素)を、気液分離器６において生成水中から除去し、適正に外部に排出可能とする構成について例示する。
【００３２】
〈気液分離器の構成〉
図２は、本発明の実施形態に係る気液分離器６を中心とした構成例を示す図である。図２において、気液分離器６の本体は、内部が中空となっており、その水平面における断面は円形となっている。
【００３３】
本体２０の側壁には配管１５が取り付けられ、配管１５の内部空間は本体２０の内部空間に連通している。本体２０の上壁には、配管７が取り付けられ、本体２０の内部空間は配管７の内部空間に連通している。このような構成により、本体２０の内部空間は、次の作用を生じる気液分離室２１として機能する。
【００３４】
即ち、気液分離室２１には、配管５からの生成水を含む燃料オフガスが導入される。ここに、配管５は、本体２０に対し、本体２０の水平方向の断面円形状に対する接線方向に燃料オフガスを導入するように取り付けられている。このため、気液分離室２１内に導入された燃料オフガスは、気液分離室２１の内周面に沿って旋回する。
【００３５】
このとき、比重の軽い気相成分(燃料オフガス)は、配管５から気液分離室２１内に導入される燃料オフガスに押し出されるようにして配管７へ排出される。一方、比重の重い液相成分(生成水)は、気液分離室２１の底部へ移動する。本体２０の底部中央は開口され、この開口部にはドレン管２２が連結されている。ドレン管２２はドレン弁２３(例えば電
磁弁)を介して配管１７に連結されている。
【００３６】
ドレン弁２３が閉弁状態にある間、生成水は、気液分離室２１内において貯留される。一方、ドレン弁２３が開弁すると、気液分離室２１内に貯留された生成水は、ドレン管２２及びドレン弁２３を通って配管１７に排出される。ドレン弁２３の開閉制御は、ＥＣＵ３１により行われる。
【００３７】
気液分離器６には、導出管２４が取り付けられている。導出管２４は、図２に示す例では、本体２０の上壁を貫通する状態で上下方向に延伸し、その一部が本体２０の上面から上方に延出した状態となっている。導出管２４の下端は、気液分離室２１内において下方を向いて開口している。一方、導出管２４の上端は、配管１３(図１)から分岐した排出管２５の中間部に連結されている。
【００３８】
気液分離室２１内には、一対の電極２６,２７が配置されている。電極２６は、気液分
離室２１の底面を、開口部を除いて覆う状態で設けられている。一方、電極２７は、その一部が導出管２４の下端開口部(開口端部)からその内部に挿入された状態で、図示せぬ支持部材により支持配置されている。各電極２６,２７は、通電線を通じて電力供給部２８
に接続されておる。電力供給部２８は、二次電池２８Ａを有し、この二次電池２８Ａに蓄えられた電力を電源として、電極２６,２７に直流電圧を印加するように構成されている
。
【００３９】
また、気液分離室２１内には、貯留された生成水の水位を測定するための水位センサ(
レベルセンサ)３０が配置されており、水位センサ３０の出力はＥＣＵ３１に入力される
。ＥＣＵ３１は、水位センサ３０の出力に基づき、気液分離室２１内の水位を測定する。
【００４０】
さらに、本体２０の下面には、この下面を一様に加熱する状態で、電熱線ヒータ３２(
以下、単に「ヒータ３２」という)が設けられている。ヒータ３２は、通電線を通じて電
力供給部２８に接続されている。電力供給部２８は、燃料電池システムが搭載された移動体(例えば車両)の減速時において、移動体の発電機により生じる回生ブレーキによる回生エネルギー(電力)、及び／又は、二次電池２８Ａに蓄積された電力を電源として、ヒータ３２に対して電力を供給するように構成されている。
【００４１】
ＥＣＵ３１は、気液分離室２１内に配置された温度センサ３３の出力を受け取って気液分離室２１内(生成水)の温度を測定する。ＥＣＵ３１は、測定される温度が所定の範囲に収まるように、電力供給部２８によるヒータ３２への通電を制御する。
【００４２】
ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ(中央演算処理装置)のようなプロセッサ，メモリ(ＲＯＭやＲＡ
Ｍ：記憶手段)，入出力インタフェース(Ｉ／Ｏ)等から構成されている。プロセッサがメ
モリに格納されたプログラムを実行することによって、ＥＣＵ３１は、制御手段として、次のような処理を行う。
【００４３】
第１に、ＥＣＵ３１は、水位センサ３０の出力に基づいて測定される気液分離室２１内の水位に基づき、ドレン弁２３の開閉制御を行う。例えば、ＥＣＵ３１は、水位が第１の所定水位を超えると、ドレン弁２３に制御信号を与えてドレン弁２３を開き、生成水を配管１７に排出する。その後、水位が第２の所定水位(第１の所定水位と同じであっても良
い)よりも低下すると、ＥＣＵ３１は、ドレン弁２３に制御信号を与えてドレン弁２３を
閉じ、生成水を気液分離室２１内に溜める。
【００４４】
このようなドレン弁２３の制御により、気液分離室２１内には、常に所定量の生成水が貯留された状態となる。第２の所定水位は、電極２６と、電極２７の少なくとも一部と、導出管２４の下端(開口端部)とが常に生成水中に漬かる(没する)ように決定されている。これにより、気液分離室２１における燃料オフガスの流路が、貯留された生成水により導出管２４の内部空間と隔てられた状態となっている。
【００４５】
第２に、ＥＣＵ３１は、電力供給部２８の動作を制御し、電極２６,２７に電圧印加を
行うことで、気液分離室２１内に貯留された生成水から不純物ガスとしてのフッ素ガスを発生させる。ここに、生成水中のフッ素(フッ素イオン)は、水との反応により、ＨＦ(フ
ッ化水素)系の化合物として存在することが考えられる。このため、ＨＦの電解によりフ
ッ素ガス(Ｆ２)を発生させる手法を適用することが可能である。
【００４６】
具体的には、電力供給部２８は、電極２６が陰極となり、電極２７が陽極となるように直流電圧を印加する。このとき、例えば８〜１２ボルト[Ｖ]の電圧が印加される。電極２
６(陰極)の材質には、例えば鉄(Ｆｅ)が適用され、電極２７(陽極)の材質には、ニッケル(Ｎｉ)や炭素(Ｃ)が適用される。
【００４７】
ＥＣＵ３１は、電極２６,２７に対する電圧印加、及びヒータ３２による加熱が、燃料
電池システムを搭載した移動体の移動時(走行時)にのみ行われるように、電力供給部２８を制御する。例えば、ＥＣＵ３１は、移動体の速度を示す信号を、移動体状態信号として図示せぬ移動体の速度計から受け取るようになっており、速度が零より大きい場合に、電圧印加及び加熱を行う。
【００４８】
例えば、ＥＣＵ３１は、速度が零を上回ることを検知すると、二次電池２８Ａと各電極２６,２７との間に設けられたスイッチ(電力供給部２８に備えられている)をオンにする
。これに対し、ＥＣＵ３１は、速度が零であることを検知すると、上記スイッチをオフにする。
【００４９】
また、上記したＨＦの電解は、８０〜１００℃の雰囲気下で行われることが好ましい。このため、ＥＣＵ３１は、移動体の走行時に、温度センサ３３を用いて測定される気液分離室２１(生成水)の温度が上記範囲に収まるように、電力供給部２８に制御信号を与えて、ヒータ３２のオン／オフ制御を行う。但し、気液分離器２１内の生成水の蒸発や、生成水の回収率の低下を抑制するために、気液分離室２１の目標温度は、上記範囲内で可能な限り低く設定される。
【００５０】
電極２６,２７に対する電圧印加により、生成水中では、フッ素イオンが電極２７(陽極)に移動し、電極２７での反応によりフッ素ガスとなる。電極２７の表面に気泡としてあ
らわれるフッ素ガス(図２中のＦ)は、浮上して生成水の水面に到達する。
【００５１】
ここで、電極２７は、導出管２４内に配置された状態となっている。このため、フッ素ガスの気泡は、導出管２４内における生成水の水面に到達し、導出管２４内の空気中に拡散する。導出管２４の少なくとも下端開口部の内径は、電極２７表面に生じるフッ素ガスの気泡を全て導出管２４内に回収可能な大きさで構成される。
【００５２】
移動体の走行時には、燃料電池１の発電のために、エアコンプレッサ１４が駆動し、空気が配管１３内に吐出される。配管１３内に吐出された空気の一部は、排出管２５を通って外気中に排出される。このように、移動体の走行時における排出管２５内では、排出方向(図２における紙面の左から右へ向かう方向)に空気が流れている。
【００５３】
これによって、導出管２４内には負圧が生じ、導出管２４内の空気に拡散したフッ素ガスは、排出管２５内の空気流に引きつけられ、当該空気流がない場合よりも早く排出管２５内に到達し、空気流にのって排出方向に搬送される。このように、導出管２４内のフッ素ガスが排出管２５の空気流に吸引されることにより、その排出が促進されるとともに、フッ素ガスが導出管２４内で滞留して生成水に再び溶け込むことが防止される。
【００５４】
なお、導出管２４と排出管２５との間の連結部分の上流側には、オリフィス２５Ａが設けられており、空気の逆流が防止される。オリフィス２５Ａの径は、これより下流側の空気流の流速を調整することを考慮して決定することができる。
【００５５】
〈実施形態の作用効果〉
以上説明した実施形態によれば、配管５,気液分離室２１,配管７が反応ガスとしての燃料オフガスが流れる反応ガス排出通路として機能する。また、気液分離室２１は、反応ガス中の生成水を貯留する貯留部として機能する。また、電極２６,２７が貯留された生成
水に接する一対の電極として機能し、導出管２４及び排出管２５が不純物ガス排出通路と
して機能する。
【００５６】
さらに、導出管２４は、貯留された生成水の水面にその上方から挿入された状態で生成水中に没する下端開口部を有し、不純物ガスが生じる側の電極２７が下端開口部から挿入された状態で導出管２４内に配置されている。
【００５７】
これによって、電極２６,２７に対する電圧印加により生じるフッ素ガスは、導出管２
４内に回収され、導出管２４及び排出管２５で構成される排出通路を通って外気中に排出される(必要に応じて外気排出前に希釈器を通過するように構成することもできる)。
【００５８】
このように、フッ素ガスの排出通路が設けられているので、フッ素ガスの行き場がなく、再び生成水中に溶け込んでしまうことが防止される。また、フッ素ガスは、導出管２４内に回収されるように構成されているので、気液分離室２１内の燃料オフガス中の物質と反応したり、燃料オフガスに溶け込んで燃料ガスの循環路(配管７)に排出されてしまうことを防止することができる。また、フッ素が除去された生成水を配管１７へ排出することが可能となる。
【００５９】
また、排出管２５には、エアコンプレッサ１４から吐出した空気の一部が流れるように構成され、導出管２４内のフッ素ガスが排出管２５の空気流に吸引されるように構成されている。このようなフッ素ガスの吸引手段により、フッ素ガスが生成水に再び溶け込む前に、その排出が可能とされている。
【００６０】
さらに、移動体の走行時にのみ電極２６,２７に対する電圧印加が行われるように、Ｅ
ＣＵ３１が電力供給部２８を制御する。これによって、移動体の走行時にフッ素ガスを含む空気が外気中に排出されることになるので、フッ素濃度が局所的に上昇することを抑えることができる。
【００６１】
なお、電圧印加により、電極２６(陰極)では、水素ガスが発生する。この水素ガスは、導出管２４以外の生成水の水面に到達すると、気液分離室２１の燃料オフガス流路の空気に拡散する。これによって、生成水に溶出した水素を回収することができる。
【００６２】
〈変形例〉
上述した実施形態の構成は、次の変形が可能である。図２に示した構成例では、ヒータ３２を用いた加熱手段により、気液分離器６の本体２０を加熱する構成を示した。これにより、気液分離器６による気液分離機能の低下が予想される場合には、図３に示すような構成を適用することができる。
【００６３】
図３は、気液分離器６の変形例(気液分離器６Ａ)を示す図である。図３において、気液分離器６Ａは、内部が中空の第１本体２０Ａと、第１本体２０Ａの下部に設けられた内部が中空の第２本体２０Ｂとを備えている。
【００６４】
第１本体２０Ａには、配管５及び７が実施形態と同様の手法で取り付けられており、第１本体２０Ａの内部空間は、気液分離室２１として機能する。気液分離室２１は、オリフィス４０を介して第２本体２０Ｂの内部空間に連通している。これによって、気液分離室２１で燃料オフガスから分離された生成水は、気液分離室２１の底部に一旦溜まり、その後、オリフィス４０を通じて第２本体２０Ｂの内部空間に案内される。
【００６５】
第２本体２０Ｂの内部空間は、生成水中の不純物(フッ素)を気体として取り出す電解室４１として機能する。第２本体２０Ｂの構成は、オリフィス４０で第１本体２０Ａと連結されている点、配管５及び７が連結されていない点を除き、本体２０(図２)と同様の構成
を有する。但し、第２本体２０Ｂは、その下部に設けられたヒータ３２とともに、その外面が断熱材４２で被覆されている。断熱材４２は、第１本体２０Ａと第２本体２０Ｂとの間にも介装されている。
【００６６】
さらに、この変形例では、導出管２４Ａが、第１本体２０Ａを上下方向に貫通し、且つ第２本体２０Ｂの上壁を貫通する状態で第１及び第２本体２０Ａ,２０Ｂに取り付けられ
ている。以上の点を除き、図３に示す変形例の構成は、図２に示す実施形態の構成と同様である。
【００６７】
変形例によれば、第１本体２０Ａと第２本体２０Ｂとの間が断熱材４２により断熱されている。このため、ヒータ３２の発熱による熱が第１本体２０Ａ(気液分離室２１)に伝達され、気液分離室２１内における気液分離効率(水の回収率)が低下することが防止される。
【００６８】
また、第２本体２０Ｂの周囲が断熱材４２により被覆されているので、電解室４１内の保温効率が高まる。これによって、少ない熱量で、効率的に電解室４１内を加熱することができる。
【００６９】
なお、オリフィス４０の代わりに、流量調整弁で第１本体２０Ａと第２本体２０Ｂとが連結される構成とし、気液分離室２１内の水位に応じて電解室４１内に案内される生成水の量が調整されるようにしても良い。
【００７０】
また、上述した実施形態及び変形例では、エアコンプレッサ１４からの空気でフッ素ガスを吸引する構成を例示した。この構成に代えて、例えば、導出管２４や、排出管２５の導出管２４よりも下流側の部分にポンプ(図示せず)を設け、ポンプの駆動によりフッ素ガスが吸引される構成としても良い。この場合は、図２や図３における排出管２５の導出管２４よりも上流部分は不要としても良い。もっとも、ポンプを別途用意する必要がある。
【００７１】
また、上述した実施形態及び変形例では、ヒータ３２を用いた加熱手段を例示した。ヒータ３２を用いた加熱手段に代えて、又はこれとの併用で、エアコンプレッサ１４から配管１３に吐出する空気の熱や、エアコンプレッサ１４又はこれを駆動するモータの廃熱により生成水が加熱される構成としても良い。
【００７２】
例えば、配管１３に吐出される空気の熱を利用する場合には、熱媒体(液体又は気体)の循環路と、熱媒体を循環路で循環させるポンプとを用意し、循環路の一部が配管１３内を通過するとともに、本体２０や第２本体２０Ｂ(但し断熱材４２よりも内側)の周囲を取り巻くように構成する。そして、吐出空気の温度を測定するための温度センサを配管１３に設け、温度センサを用いて測定される温度が、フッ素ガスの生成に適した温度に本体２０又は第２本体２０Ｂを加熱できる温度であれば、ポンプによる熱媒体の循環を行い、そうでなければ循環が停止されるように、ＥＣＵがポンプの動作を制御する。
【００７３】
また、実施形態では、燃料電池１としてＰＥＦＣが適用され、ＰＥＦＣ内で生成水中に溶出するフッ素を不純物とし、フッ素を生成水から除去して排出する構成について説明した。もっとも、本発明は、対象となる不純物が生成水に浸された一対の電極への電圧印加により気体として発生する限り、様々な不純物を対象として適用が可能なものである。従って、本発明を適用可能な燃料電池は、ＰＥＦＣに限られず、これ以外の種類の燃料電池に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、本発明による燃料電池システムの実施形態の構成例を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における気液分離器を中心とした構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態の変形例としての気液分離室を中心とした構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・燃料電池(ＰＥＦＣ)
１４・・・エアコンプレッサ
６,６Ａ・・・気液分離器
２１・・・気液分離室
２４,２４Ａ・・・導出管
２５・・・排出管
２６,２７・・・電極
２８・・・電力供給部
３１・・・ＥＣＵ
３２・・・電熱線ヒータ
４１・・・電解室
【図１】
2006286556.tif 000003
【図２】
2006286556.tif 000004
【図３】
2006286556.tif 000005